四川省成都市武侯区立州电子厂

PN结温度传感器

一、概述：

DA型线性PN结温度传感器是一种新型半导体敏感器件, 是一种负温度系数温度—电压转换器件——即温度升高，PN结两端电压下降。它以优良的线性度，*的互换性而挤身于热电偶，铂电阻，和热敏电阻的测控温行列之中，它兼有热电偶，铂电阻，热敏电阻的各自优点，又克服了这些传统测温器件*克服的某些固有缺陷，成为一种新的计量器具，是自动控制技术和仪器仪表工业*的基础元器件之一。

二、名词解说：

1．传 感 器——捕捉和认识信息的器件。

2．灵 敏 度——温度每变化1℃，PN结温度传感器上输出电压Ⅴf变化的大小，用*号S表示。 S = -△Ⅴf/△T（-mV/℃）。

3．互换精度——同一型号的PN结温度传感器，在相同工作电流和相同的温度下，PN结之间互相对换它们之间输出电压Ⅴf的偏差程度。

4．线性误差——PN结温度传感器的输出电压Ⅴf与温度T之间的关系不是直线关系，其偏离的大小称线性误差。

5．时间常数——传感器热响应时间按*被测物体温度的63.2%(瞬时阶跃变化)所需要的时间。

一般可分为:

1．普通型:  热响应时间：  90～180秒。

2．中速型： 热响应时间：  30～90秒。

3．快速型： 热响应时间：  ＜30 秒。 

注：1．PN结温度传感器的热响应时间取决于第二次封装。

2．贴片温度传感器的热响应时间可以快到毫秒级。

三、几种温度传感器的比较

在温度测量与控制系统中热电偶﹑铂电阻﹑热敏电阻用得较多，PN结温度传感器是近期产品。它们的各自特点如下：

1．热电偶——测温范围宽，重复性好，但灵敏度低，需要线性补偿，参考温场与补偿导线，适用于高温区使用。

2．铂电阻——稳定性好，灵敏度较高,，测温范围宽，需要线性补偿，价格较贵，适用于常温到中温区的使用。

3．热敏电阻——体积小，灵敏度高，价格低，线性度差，互换性也差。

              适用于常温区使用。

4．PN结温度传感器——它克服了热电偶﹑铂电阻﹑热敏电阻某些固有缺陷而又兼有热电偶﹑铂电阻﹑热敏电阻的各自优点，如灵敏度比热电偶K分度高出近50倍，线性度*热敏电阻和铂电阻不需要加线性化电路和补偿导线。它体积小、热响应速度快，线性偏差小，互换性好，在-50～200℃常温区是一种较为理想的感温器件。

而PN结的*大缺陷在于它参数的离散性无法进行互换使用。因此PN结*须进行后期进一步的*才能成为PN结温度传感器。

四、 DA型PN结温度传感器主要技术参数表

注：    1．PN结温度传感器的线性误差，当我们选用某温区使用时。例如：0～50℃那么就可以*±0.1℃。

2．互换精度：用户有*需要时我们可以生产±0.1℃的互换精度。

五、封装形式

我公司可以批量供应以下二种封装形式

a．小功率塑封三*管封装温度传感器即：TO-92封装，如下图所示：

b．小功率玻璃封装温度传感器即：DO-35封装，如下图所示：

注：1．  按用户需要可供应贴片三*管封装即：SOT-23封装的温度传感器及贴片塑封二*管即：0805封装的温度传感器。

如下图所示：

2．按用户需要可供应二次封装的温度传感器

例如：    a．带磁性的温度传感器

    b．φ2.5 × 4 mm*小型温度传感器

      C．φ12 ×2 mm人体体温传感器等等

六、使用PN结温度传感器时的注意事项：

1．PN结温度传感器是有*性的，有正负之分。

2．PN结温度传感器是负温度系数传感器即温度的升高，PN结上的输出电压为下降。

    3．PN结温度传感器在0℃时的输出电压不是0mv伏，而是700 mv左右，因此在电路设计中有时需要0点迁移。

    4．PN结温度传感器工作电流的选择：流过PN结温度传感器的电流从几十微安起就能正常工作，考虑到选得太小容易被外界干扰，太大又*了传感器的自然温升。我们建议在100～300uA之间选用。选用不同的工作电流对Ⅴf-T直线起到平移关系，不会影响其线性度。

    5．PN结温度传感器的恒流源问题：从理论上讲流过PN结的电流在固定不变的情况下，才能得到温度与电压之间的线性关系。在一般情况我们用一个大电阻与PN结串联就可以了，如下图所示：V为电源电压。

流过PN结的电流：if=（V-Vf）/R    Vf为PN结的输出电压，例如测温范围为0～50℃ 则PN结的输出电压约为600～700 mv，取Vf为650 mv，if为100uA电源电压V为5V，则 R= 43K

七、PN结温度传感器的使用

1．在高低温温度报警及高低温温度控制上的应用：

PN结温度传感器每度有2 mv的电压输出，一般不加放大器可以直接用其输出电压加到比较器的某一端，在另一端加上一个固定设置电压（此电压对应于PN结在报警点温度上的输出电压，例如在35℃需要低温报警则固定设置电压大约为613 mv）当传感器的输出电压与固定设置电压接近相等时，比较器输出一个阶跃信号，用此信号可以进行高低温温度报警及高低温温度控制等使用。其参考电路如下图所示：

低温报警电路                        高温报警电路

2．与3½数显表头配合使用做成数显测温仪：

当与2 V表头配合使用时PN结温度传感器要进行大约5倍的放大，即从2mv/℃放大到10mv/℃输出，并且把PN结的0℃输出电压要进行迁移从约700 mv 迁移到0mv上，经过倒相放大后温度升高，输出电压也增加。当采用7107集成电路时此电压可作为3½数显表头30，31脚的输入信号。具体线路如下图所示：

R1的大小可以调整PN结的工作电流，W1调整*点迁移，W2调整5倍左右的放大倍数。

3．在单片机系统中使用PN结温度传感器：

PN结温度传感器的输出信号是个模拟信号，它与单片机配合使用。*先需要采用A/D转换器将模拟信息转换成数字信息才行，假如A/D转换器的分辨率不足，还需做放大和基准电位移位处理，我们的经验是，直接选取16位或24位的A/D转换器就可以了，无需增加模拟电路的处理。

一般情况，我们建议使用者做一个两点的线性标定处理就可以了，同一档位的产品全反问范围的误差小于0.5度。

如果你需要**的测温，*须对你测温的使用范围进行完整的标定，我们也可以为你提供完整的*测温产品。